Arzneimittelpumpen werden vorzugsweise verwendet, um über mehrere Stunden oder Tage mit einer vorgegebenen gleichmäßigen oder variablen Abgaberate Arzneistofflösungen oder Arzneistoffemulsionen über Katheder und Kanülen parenteral (z. B. subcutan, intravenös, intraperitoneal) beim Menschen oder Tier in den Organismus einzubringen. Arzneimittelpumpen eignen sich auch für die orale, rektale und transdermale Arzneimttelverabreichung.

Zur parenteralen Applikation von Arzneistoffen werden implantierbare infusionspumpen (EP00513299B1) und extern tragbare Pumpen (EP00168472B1) beschrieben. Pumpen können mit Injektionsspritzen kombiniert werden, aus denen das Arzneimittel durch Vorschub des Spritzenkolbens freigesetzt wird (EP00142736B). Eine Steuerung der Freisetzung über eine Gewindestange wird in EP0916353 beschrieben.

Zur Abgabe des Arzneistoffs aus Pumpen werden unterschiedliche Prinzipien verwendet. In U. S. Pat. 4,386,929 und U. S. Pat. 4,265,241 werden unter Druck stehende ballonartige Arzneistoffreservoirs beschrieben, die sich langsam entleeren. Im Weiteren werden in U. S. Pat.

5,100,389 und U. S. Patent 4,744,786 federdruck-und gasdruckbetriebene Spritzenpumpen beschrieben. Bei Pumpen, die mit einer variablen Freisetzungsrate den Arzneistoff abgeben, dienen meist elektronische

Steuerungen zur Regelung der Freisetzung. Elektronische Steuerungen sind für Patienten meist schwer zu bedienen. Fehler können dabei auftreten, die den Patienten in eine lebensbedrohliche Situation bringen können. Wird bei Spritzenpumpen der Kolbenvorschub durch Schrittmotoren bewirkt, können Ungenauigkeiten in der Wirkstoffdosierung auftreten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Arzneimittelpumpe zur Verfügung zu stellen, die einfach zu bedienen, störunanfällig und kostengünstig ist und eine individuelle Dosierung des Arzneimittels erlaubt.

Diese Aufgabe wird gelöst, durch eine Pumpe zur zeitlich gesteuerten, dosierbaren Verabreichung von Arzneistoffen mit einem Arzneistoffreservoir auf das über einen Stempel Druck ausgeübt wird, wobei der Druck durch Abtasten eines Profils oder mehrerer Profile, das/die auf Platten, Scheiben, Zylinder und/oder Spiralen eingearbeitet ist/sind, geregelt und über einen Adapter auf den Stempel übertragen wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpe handelt es sich bei dem Arzneistoffreservoir um eine Säulen-oder Spritzen-ähnliche Konstruktion, beispielsweise eine Zylinderampulle oder eine Kolbenspritze.

Vorteilhafter Weise ist auf den Stempel und/oder Adapter der erfindungsgemäßen Pumpe eine Zug-oder Druckspannung, bevorzugt eine Feder-oder Gasdruckspannung, auferlegt. Diese Zug-oder Druckspannung dient als Vorspannung oder Gegendruck zu der Kraft, die

durch das Abtasten des Profils auf den Adapter und weiter auf den Stempel übertragen wird. Adapter und Stempel können über eine feste Verbindungseinheit, z. B. eine Stange miteinander verbunden sein.

Unter den erfindungsgemäßen"Profilen"sind sogenannte Nocken, Zahnräder, Wellen, Spiralen, Furchen oder ähnliche Ausgestaltungen zu verstehen, die auf Karten, Platten, Scheiben, Zylinder, Spiralen oder anders ausgestalteten, dreidimensionalen Trägern eingearbeitet, beispielsweise gefräst, geprägt, gestanzt oder geschnitten sind. Das Material aus dem die Profile hergestellt werden, ist vorzugsweise leicht, aber dennoch so abriebfest und langlebig, daß es der Abtastung auf Dauer standhält.

Bei der erfindungsgemäßen Pumpe wird das Profil mechanisch oder elektronisch abgetastet. Die Geschwindigkeit, mit der das Profil abgetastet wird, z. B. in dem sich der Abtaster an dem Profil entlang bewegt, ermöglicht eine kontinuierliche Freisetzung von Arzneistoffen über die Zeit. D. h. die Geschwindigkeit, mit der der Abtaster das Profil (oder mehrere Profile) abtastet regelt die Abgabe der Arzneistoffe über der Zeit.

Die Menge des freigesetzten Arzneimittels wird dabei durch die Höhe des Drucks geregelt, der über den Adapter auf den Stempel über dem Arzneimittelreservoir ausgeübt wird.

In einer Variante der erfindungsgemäßen Pumpe ist es auch denkbar, daß sich das Profil entlang des Abtasters bewegt oder bewegt wird. In diesem Fall kann die Geschwindigkeit mit der sich das Profil bewegt die Freigabe der Arzneistoffe über der Zeit regeln.

Erfindungsgemäß kann der Abtaster über das Profil mit dem Adapter in Wechselwirkung stehen oder er kann direkt mit dem Adapter verbunden

sein. Letzeres ist zum Beispiel der Fall, wenn sich das Profil entlang des Abtasters bewegt.

Vorteilhafter Weise erfolgt eine kontinuierliche Arzneistoffabgabe über mehrere Stunden, bevorzugt wenigstens 24 Stunden, besonders bevorzugt wenigstens 48 Stunden. Die Geschwindigkeit des Abtastens wird dabei über eine Steuereinheit geregelt.

Der Abtaster der erfindungsgemäßen Pumpe wird mechanisch, elektrisch, elektronisch oder durch eine Kombination dieser Kräfte angetrieben.

Vorteilhaft kann der Abtaster durch ein Zahnradwerk, Federwerk, Federmotor, Elektromotor, eine Software gesteuerte Antriebseinheit oder eine Kombination davon angetrieben werden. Solche Antriebseinheiten sind bekannt und können vorteilhafter Weise in miniaturisierter Ausgestaltung vorliegen. Ein einfaches Beispiel für eine Antriebseinheit kann ein Uhrwerk sein.

In Abhängigkeit von dem eingesetzten Profil, über das beim Abtasten mehr oder weniger Kraft (Druck) auf den Adapter und den Stempel ausgeübt wird, erfolgt die Freigabe einer entsprechenden Menge an Arzneistoff.

In einer Ausgestaltungsvariante, in der auf den Adapter und Stempel eine Zug-oder Druckspannung auferlegt ist, heißt das : je höher der Druck ist, der über das Profil auf den Adapter ausgeübt wird, umso mehr wird der Vorspannung, die auf dem Adapter und Stempel aufgelegt ist entgegengewirkt und umso weniger Druck wird letztendlich auf den Stempel ausgeübt. Dies hat zur Folge, daß weniger Arzneistoff freigesetzt wird.

In einer anderen Ausgestaltungsvariante kann beispielsweise durch das Abtasten eines spiralförmigen Profils, vergleichbar einer Schraubwirkung, der Druck auf den Adapter und Stempel erhöht werden, was zur Folge hat, daß mehr Arzneistoff aus dem Reservoir freigesetzt wird. Als Beispiel für eine solche Ausgestaltungsvariante ist eine Kugelschreiber-ähnliche Pumpe, wie z. B. ein sogenannter"lnsulinPen"denkbar. Erfindungsgemäß handelt es sich bei dieser Art"Pen"um eine Injektionsspritze mit zeitlich steuerbarer Dosierung des Wirkstoffs. Eine individuelle Handbetätigung zur Dosierung von Insulin ist über den Mechanismus Pen weiterhin möglich.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpe erfolgt die Verabreichung der Arzneistoffe aus dem Arzneistoffreservoir über ein Katheder oder eine Kanüle parenteral.

Die erfindungsgemäße Pumpe weist ferner eine Vorrichtung zum Vor- oder Rückstellen des Stempels auf, wodurch eine Erhöhung oder Reduktion der durch die Pumpe abgegebenen Dosis möglich ist.

Vorteilhafter Weise verfügt sie über einen Durchflußbegrenzer, der die maximale Abgaberate der Pumpe begrenzt. Diese Vorrichtung dient vor allem der Sicherheit des Patienten.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Pumpe ist, daß das Profil austauschbar ist. Der Austausch kann unkompliziert und schnell, z. B. über Steck-, Klemm-oder Schraubvorrichtungen erfolgen, die für den Patienten einfach zu handhaben sind. Dies ermöglicht dem Patienten eine schnelle, umkomplizierte Anpassung der Arzneistoffabgabe je nach seinen aktuellen Bedürfnissen oder geplanten Aktivitäten.

In einer Variante der erfindungsgemäßen Pumpe kann die zeitlich gesteuerte Bewegung des Stempels mit Hilfe von mehreren"Profilen" erreicht werden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Pumpe ist, daß diese Profile einfach, schnelle und preiswert, aber dennoch präzise hergestellt werden können. Sie werden auf die individuellen Ansprüche des Patienten, hinsichtlich der erforderlichen Menge Arzneistoff, die der Patient über den gesamten Tag oder noch längere Zeit zu sich nehmen muß, zugeschneidert.

Die erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich ferner dadurch aus, daß sie transportabel ist. In weiteren Ausführungsvarianten zeichnet sich die erfindungsgemäße Pumpe dadurch aus, daß sie klein und leicht ist.

Die erfindungsgemäße Pumpe weist somit den Vorteil auf, daß sie individuell programmierbar ist, und gleichzeitig aufgrund des Einsatzes der erfindungsgemäßen Profile sehr einfach zu bedienen ist. Weiterhin arbeitet sie aufgrund des einfachen Funktionsprinzips sehr störunanfällig.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Pumpe zur oralen, peroralen, rektalen oder transdermalen Verabreichung von Arzneistoffen. Umfaßt ist ferner auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Pumpe zur Lanzeitverabreichung von Arzneistoffen. Hierbei kann die erfindungsgemäße Pumpe zur Behandlung von Diabetes oder zur Dialyse Verwendung finden. Als Arzneistoffe können beispielsweise Insuline und andere Peptide verabreicht werden.

Nachfolgend wird die Erfindung der Figuren näher erläutert, die jedoch nicht limitierend für die vorliegenden Erfindung sind : Fig. 1 zeigt eine Schematische Darstellung einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Pumpe mit einem wellenförmigen Profil.

Fig. 2 zeigt eine Schematische Darstellung einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Pumpe in Form eines sogenannten"Pens".

Fig. 3 zeigt eine Schematische Darstellung einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Pumpe mit einem spiralförmigen Scheibenprofil 9.

Fig. 4 a und b zeigen eine Darstellung eines über 24 Stunden vorgesehenen Insulinprofils.

Fig. 4 c zeigt dessen Übertragung auf eine Programmkarte.

Fig. 5 zeigt eine Darstellung von zwei unterschiedlichen Profilen zur Steuerung der Arzneistofffreigabe aus den erfindungsgemäßen Pumpen.

Fig. 6 zeigt eine Darstellung des Ergebnisses einer Freisetzungsuntersuchung von Insulin aus einer erfindungsgemäßen, mit Programmkarten gesteuerten Insulinpumpe.

Die Darstellung gemäß Fig. 1 betrifft eine Pumpe mit einer wellenförmigen Profil. Das Arzneistoffreservoir 2 ist in Form einer Kolbenspritze mit Stempel 12 dargestellt. Auf den Stempel, der über eine Stange mit einem Adapter verbunden ist, ist eine Druckspannung 3 angelegt. An dem Adapter ist das Profil 1 angebracht, das durch einen Abtaster 4 abgetastet

wird, der sich in Pfeilrichtung bewegt. Die Geschwindigkeit mit der sich der Abtaster 4 in Pfeilrichtung bewegt, wird über ein Antriebseinheit geregelt, die nicht dargestellt ist.

Der zeitliche Verlauf der Freisetzung des Arzneimittels (Insulin-Lösung) aus dem Arzneistoffreservoir 2 (Spritze 12) ist als Wellenprofil 1 auf einer Programmkarte eingefräst. Der Abtaster (4) wird auf einer Gewindestange gleichmäßig über 24 Stunden in Pfeilrichtung bewegt. Dadurch wird der unter Federdruck (Pfeilrichtung 3) stehende Adapter 10 (mit dem das Profil 1 in Form einer Programmkarte) verknüpft ist) zusammen mit der Stange 11, welche die Verbindung zu dem Stempel 7 herstellt, der auf das Arzneistoffreservoir drückt, bewegt. Und zwar jeweils nur in dem Ausmaß, wie durch das auf der Programmkarte eingefräste Profil 1 möglich ist.

Die Ergebnisse von Freigabeuntersuchungen zeigen, daß die Arzneistoffdosierung variabel über einen Zeitraum von 24 Stunden gesteuert werden kann.

In der Variante gemäß Fig. 2 besitzt die Arzneimittelpumpe die Form eines sogenannten Insulin-Pens. Der zeitliche Verlauf der Pumprate der Arzneimittelpumpe ist über ein Profil vorgegeben, das in den Zylinder 5 eingefräst ist. Durch den Motor 6 wird der Abtaster 4 gleichmäßig mit einer Umdrehung innerhalb von 48 Stunden entlang des Profils geführt. Der Kolbenvorschub und damit die Freisetzung aus dem Arzneistoffreservoirs ist abhängig von dem Verlauf des Profils.

In der Variante gemäß Fig. 3 eine Pumpe mit spiralförmigen Scheibenprofil wird durch die Bewegung der Profilscheibe entlang des Abtasters 4 wird ein entsprechender Druck auf den unter Vorspannung 8 stehenden Adapter und letztendlich auf den Stempel über dem Arzneistoffreservoir 2 übertragen.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 4 a, b, c entspricht das in die Programmkarte eingefräste Profil der gewünschten kumulativen Insulinabgabe. Bei einer gleichmäßigen Bewegung des Abtasters 4 in Pfeilrichtung während der vorgesehene Zeitdauer der Freisetzung wird aus der Spritze 12 über ein Katheder die Insulin-Injektion vorgenommen.

Fig. 5 zeigt zwei unterschiedliche Profile zur Steuerung der Arzneistofffreigabe. Durch die unterschiedlichen Verläufe wird das Ausmaß der Freisetzung (5,6 mm bzw. 12,9 mm Gesamtkolbenvorschub) und der Verlauf der Wirkstoffabgabe vorgegeben.

Das vorgegebene Profil gemäß Fig. 6 (geschlossenen Kreise) entspricht dem in Abb. 4 dargestellten Profil. Das Ergebnis der Anwendungsuntersuchung (offene Kreise) zeigt, daß die vorgesehene Freisetzung mit hoher Genauigkeit durch die Pumpe eingehalten werden kann.